王燦 曹勁
(湖北省地質局水文地質工程地質大隊 湖北荊州 434000)
芻議公路滑坡穩定性分析及防治
王燦 曹勁
(湖北省地質局水文地質工程地質大隊 湖北荊州 434000)
隨著我國經濟的快速發展,公路建設越來越多。不少公路倚山切坡而建,由于山區特殊的地理環境給公路帶來了安全隱患,尤其是在西南地區,受限于地形地貌及地質環境的因素經常發生滑坡問題。滑坡不僅給人類的生活帶來了不便,而且嚴重影響公路安全性。為了能夠減輕及避免滑坡給社會帶來的損失,滑坡穩定性與防治措施的研究具有十分重要的意義。本文以某滑坡為研究對象,詳細分析了滑坡成因及其穩定性,結合滑坡穩定性定性定量分析指標提出防治措施建議,從而有效的避免了滑坡產生所造成的經濟損失和社會影響.。希望本文能為從事相關工作的人員提供一定的指導和幫助。
公路建設;穩定性;滑坡成因;治理措施
滑坡危害是一種十分嚴重的自然災害,其嚴重程度僅僅低于地震、海嘯和火山?,F階段,隨著公路的快速發展,線路經常經過山丘地段,滑坡問題的發生越來越普遍。目前國內滑坡穩定性定量評價土質多采用傳遞系數法,巖質采用極限平衡法,同時結合地面宏觀調查定性分析,以此為根據指導滑坡防治的開展。通?;路乐未胧┯械乇砼潘?、抗滑樁支擋、預應力錨索、格構錨固及重力式擋墻,其中抗滑樁工程因其防治效果較好、施工工藝成熟而廣為應用。
1.1 工程概況
文中采用西南地區某公路工程,區域地貌多為峰叢溝谷地貌。公路依山而建,線路兩側的邊坡建設很多,施工過程中某段邊坡發生事故,通過對其原因的分析能夠加強對邊坡的防護工作。
1.2 滑坡的地質勘察資料
滑坡平面形態呈近矩形,剖面形態呈直線型。主滑方向為60°、坡度35°、兩側的邊緣寬約500m、斜長400m?;驴傮w面積為20×104m2、厚度為10m,規模屬中型滑坡,從剖面分析其為典型的順層滑坡?;w的組成部分為粘土、風化的碎石,具有結構松散,透水性強等特征,滑床則是由巖石構成,這些巖石都經受了不同程度的風化,節理裂隙發育,結構強度收到了一定的破壞。從實際事故的地質資料分析,可以得出之所以會發生滑坡,是因為當地的地形、地質條件不滿足一定穩定性要求。在對滑體組成部分分析時發現粘土厚度比較大,在滑坡區地層中風化巖石居多,并且在兩者之間還存在10cm厚的軟土層,這樣一旦遭受強降雨就會順巖層面發生順向滑動,極易導致滑坡的發生。
2.1 滑坡災害的形成機理
滑坡是指公路斜坡上的巖體或土層,由于受到雨水或河流沖刷、地震或人工原因,使其在重力影響下沿著軟弱面部分或整體的向下滑動的現象。滑坡為人類的生產和生活產生了嚴重災害,而且破壞人類的生態平衡,降低了公路的使用壽命。下面主要從自然因素對其形成條件進行論述。
2.2 巖土類型
滑坡產生的物質基礎是巖土體。在一般情況下,各種風化的巖石、土層都可能形成滑坡,針對那些結構不穩定、抗風化力低、硬度較弱的巖石或土層極容易發生滑坡如黃土、片巖、板巖、粘土等。
2.3 地質構造的條件
公路斜坡的組成包括巖石、土體,一旦這些構造面的切割出現不連續的問題,就存在向下滑動的趨勢。與此同時,構造面為降水或地表水流入斜坡提供了可能,各種裂縫、層面形成的斜坡,尤其是順坡傾斜形成的構造面最容易出現滑坡問題。
2.4 地形地貌條件
滑坡形成的另一個必備條件是有一定坡度,通常情況下當前緣比較開闊、臨空面較高的公路的邊坡都是十分容易發生滑坡問題,且當坡度高于10°,而小于50°時,下坡和上坡陡而中部平緩的坡面是最容易發生斜坡的地形。
2.5 水文地質條件
在分析滑坡發生的因素時,地下水的影響是不可以忽視的。眾所周知,水體可以軟化斜坡頂部的巖石和土層,使土體和巖層的結構變化,進而影響其強度并產生額外的水壓力。另外,當水沁入到巖層體內會增加巖體的重量產生浮力,軟化滑動面且減低其穩定程度從而導致了滑坡的產生。當某一地區的降水量特別大時,對公路的滑坡影響很大,因為雨水可以從公路表面滲入土層石處,有的甚至積在隔水層處,這樣增加了滑體的整體重量,導致滑坡的發生。
依據滑坡體的具體特征,本文采用折線形方法計算滑坡體的穩定性。當滑面是標準的折線形時,假設第一塊和第二塊的剩余推力平行于第一塊的滑面,根據相關規定求得滑面的穩定性系數,第一塊的推力即可以通過公式得出。針對滑動面的確定不僅需要依據施工現場的地質材料,而且還需要勘測時的地質探測資料。對于滑面各部分的確定的方法存在差異,如滑面的前緣可依據裂縫的位置進行確定,滑面前緣一般位于公路左側坡腳處,其余位置可依據鉆探資料與巖石面共同決定。采用折線系數法對滑坡的穩定性進行分析,當其整體系數為0.9時表明此滑坡已經是不穩定的狀態需要給予及時處理。表1是滑坡穩定計算需要的參數取值。

表1
4.1 應該掌握災害的規律,預防為主、防治結合
由于滑坡災害的發生與當地的氣候與水文條件息息相關,因此掌握滑坡發生的規律將對滑坡的治理產生一定積極作用。由于滑坡導致的危害極大,因此需要提前給予高度重視。通過對滑坡發生時間、地點和規模進行分析與預測將有助于找出合理的處理方法。根據歷史資料分析,該工程地區屬于第四系殘坡積物坍塌產生的滑坡,可預設基樁,對樁的受力方向進行充分分析,使其整體性較強。
4.2 建立健全滑坡災害預警機制
國家有關部門應該建立起有效的預警體系,及時預測滑坡可能發生的地段,采用先進的技術傳輸滑坡信息,并制定出合理的處理方案。當滑坡發生后,相關部門應積極采取措施防止災情的擴大化?;路N類的不同處理的方法也不同,當滑坡主要是因土體塌方造成時,可進行削坡處理。在支護結構裝設完成后,依據具體的水位變化建立各項護坡工程項目。而當滑坡是由于內部結構不穩定造成的,此時可以進行原料的填充,以增強其穩定結構。
4.3 制定有效排水措施
滑坡災難的發生與水的沖刷是分不開的,制定高效的排水工程對滑坡的治理會產生積極的作用。首先需要建立排水溝、截水溝完成對水流的初級處理。然后修建一批盲溝可防止地下水滲透到坡前沿,引發坍塌事故。當雨季強降雨時,地表水常常深入滑坡里,造成滑坡的整體穩定性下降,為了應對這種問題可以采用疏導雨水的方法使大量的雨水能及時排入到附近的河內。另外,滑坡的高度與厚度也是防護需要考慮的因素,當滑坡厚度為10m左右時,可在擋護結構中建立多條排水溝以便及時將雨水排除??稍诨绿幵O置各種石護結構,使地下水能及時從石縫中流出。
4.4 抗滑樁的應用
抗滑樁是特別有力的工程方法措施,它具有治理效果明顯、結構簡單、樁體的設置靈活等特點,并且在滑坡正在運動時此方法不會加劇這種移動。與此同時,抗滑樁的樁孔是一個十分好的探井,因此如果能夠將防滑樁與地面的各種排水工程結合對治理滑坡將是一個特別有效的方案。
總之,由于公路的建設穿越山區,而滑坡是山區最常見的一種自然災害,它的突發性與破壞性都十分大,為次對滑坡進行穩定性分析,并依據分析結果積極探究滑坡的各類防范措施,將能夠減少滑坡發生的次數,為公路的安全運行和人民的生命安全奠定良好的基礎?;路€定性研究與滑坡的治理具有重要的意義。
[1]劉慧芝.地質災害常見類型與防治對策[J].科技創新導報,2012.
[2]廖琦.普樂地區特大滑坡群穩定性分析及其防治工程研究[D].中南大學,2013.
[3]魏麗敏,何群,林鎮洪.考慮地下水影響的滑坡穩定性分析[J].巖土力學,2014.
U418.5+5
A
1004-7344(2016)05-0176-02
2016-2-5